2. Концентрація розчиненої речовини

Концентрація - одне із важливих понять у теорії розчи­нів. Під концентрацією розуміють кількісну оцінку вмісту речо­вини (компонента) в системі.

На практиці найчастіше використовують такі способи виражен­ня концентрації: масова доля, молярна доля, об'ємна доля, масова концентрація, молярна концентрація, моляльність, еквівалентна мо­лярна концентрація (раніше називалась нормальна концентрація).

Розглянемо деякі способи вираження концентрації розчи­неної речовини:

І)масова доля ω(Х) - безрозмірне відношення маси компоненту m(Х) до маси розчину ( Х – формульне позначення частки речовини):

;

Приклад. Обчислити масову долю NaCl, якщо відомо, що 20 г хлориду натрію розчинено у 180 г води.

Рішення:

або 10%

2)молярна доля N(Х) - відношення кількості речовини компо­нента до загальної кількості речовини всіх компонентів розчину:

,

де: m(X) – маса компонента (X);

M(X) – молярна маса компонента (X).

Приклад. Обчислити молярну долю глюкози у розчині, одержаному при розчиненні 18 г глюкози у 180 г води.

Рішення:

Цей спосіб вираження концентрації широко використовується при термодинамічних розрахунках.

3)масова концентрація T(X) – відношення маси компонента т(X) до об'єму розчину (раніше називалась титр розчину):

Приклад. У 200 мл розчину знаходиться 10 г хлориду натрію. Обчислити масову концентрацію розчину.

Рішення:

4)молярна концентрація С(Х) - відношення кількості речовини компонента до об'єму розчину

Приклад. У 500 мл розчину знаходиться 10,6 г Na₂CO₃.

Обчислити молярну концентрацію розчину.

Рішення:

5)молярна концентрація еквівалента С_Е(Х) (еквівалентна концент­рація) - це відношення еквівалентної кількості розчиненої речовини до об'єму розчину.

де Е_m(Х) – молярна маса еквівалента розчиненої речовини. Величину Z* називають числом(фактором) еквівалентності. Число еквівалентності для елемента дорівнює його валентності в спо­луці, для кислоти - основності, для основи - кислотності, або валентності металу; для речовин, які беруть участь в окисно-відновних реакціях - числу електронів, які приймають або від­дають атоми окислювача або відновника.

Приклад. У 200 мл розчину знаходиться 4,9 г сірчаної (сульфатної) кислоти. Обчислити молярну концентрацію еквівалентів сульфатної кислоти.

Рішення.

Між об'ємом розчину і його молярною концентрацією еквівалента існує обернено пропорційна залежність:

За цією залежністю можна не тільки обчислювати об'єми розчинів, потрібні для проведення реакцій, а й за об'ємами розчинів, що беруть участь у реакції, знаходити їхні концентрації.

6)моляльна концентрація (моляльність розчину)С_m(Х) - це відношення кількості розчиненої речовини до маси розчинника (кг). Вона показує кількість молів розчиненої речовини, що припадає на 1 кг розчинника:

Приклад. 18 г глюкози розчинено у 500 г води. Розрахувати моляльність одержаного розчину.

Рішення:Моляльність використовують при фізико-хімічних дослідженнях розчинів, наприклад, при кріоскопічних та ебуліоскопічних визна­ченнях.